高考申論題
111年
[輪機技術] 渦輪機
第 二 題
請繪製中間冷卻式與再生式循環之燃氣渦輪機系統圖，並於溫熵圖中繪製其對應之熱力循環。應用此熱力循環圖，請說明為何裝設中間冷卻器以及再生器能提高循環熱效率。（20 分）
📝 此題為申論題
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面對燃氣渦輪機改良循環題，首先需在腦中建構包含「多段壓縮+中間冷卻」與「廢熱回收（再生）」的系統架構，並精準標示各狀態點。解題關鍵在於利用溫熵(T-s)圖上等壓線發散的特性解釋壓縮機耗功的減少，以及透過能量守恆與熱效率公式 $\eta_{th} = W_{net}/q_{in}$，說明再生器如何減少外部熱輸入，並強調中間冷卻與再生搭配時產生的加乘效應。
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【破題】本題探討具備中間冷卻與再生功能之改良型布雷登循環（Brayton Cycle）。透過系統圖與溫熵（T-s）圖的狀態點對應，可清晰證明此配置如何藉由減少壓縮功與降低外部熱輸入來提升整體熱效率。以下分析基於冷空氣標準假設（理想氣體、各元件為理想可逆過程）。 【論述】 一、系統圖與溫熵（T-s）圖之狀態點定義
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